СВЧ-МОДУЛИ КОНТРОЛЯ ОБВОДНЕННОСТИ УГЛЕВОДОРОДОСОДЕРЖАЩИХ ЭМУЛЬСИЙ

June 20, 2012 by admin Комментировать »

Воробьев Н. Г., Галимов М. Р., Дорогов Н. В., Морозов Г. А., Морозов О. Г., Муратов Р. С., Нуреев И. И., Румянцев Д. С., Салихов А. М., Самигуллин Р. Р. Научно-исследовательский центр прикладной электродинамики 10,        ул. К. Маркса, КПУ им. А. Н. Туполева, Казань, Татарстан, 420111, Россия тел.: 7-843-238-3162, факс: 7-843-238-5497, e-mail: root@kaiadm.kazan.su

Аннотация Кратко обсуждаются существующие методы получения информации о содержании в добываемой из скважин углеводородосодержащей эмульсии (УВСЭ) долей нефти и воды. Сообщается о разработке СВЧ-модулей контроля обводненности для прямых (на частоте 2459 МГц) и обратных (на частоте 915 МГц) УВСЭ.

I.  Введение

Наличие достоверной информации о содержании в добываемой из скважин углеводородосодержащей эмульсии (УВСЭ) долей нефти и воды позволяет судить об эффективности разработки продуктивного пласта и рентабельности эксплуатации скважины, а также своевременно принимать верные решения о начале работ по обработке призабойной зоны пласта скважины, ремонту скважины и производить оценку эффективности применения новых технологий и т. д.

В настоящее время известно два способа определения доли воды в составе УВСЭ:

•        Непрерывное измерение доли воды в составе УВСЭ.

•        Периодическое определение доли воды в составе УВСЭ по отобранной пробе жидкости.

Для непрерывного измерения доли воды в составе УВСЭ известны следующие методы:

•       Акустические.

•       Электромагнитные.

•        Расчет доли воды в составе УВСЭ по измеряемой плотности потока жидкости и известным величинам плотностей нефти и воды.

•       Предварительное разделение потока УВСЭ на газ, нефть и воду методами центробежного сепарирования или гравитационного отстоя.

Однако, на практике не известно ни одного промышленного прибора, работающего на применении акустических методов для определения доли воды в УВСЭ.

Известны и находят применение отечественные и зарубежные приборы, измеряющие долю воды в УВСЭ, использующие электромагнитные методы. Это, например, влагомер ВСН и ВИЛ, производства Бугульминского завода «Нефтеавтоматика», влагомеры ВСН-1 и ВТН, которые разработаны и производятся в Саратове. Зарубежные диэлькометрические и микроволновые влагомеры типа «Agar» OW-101 и OW-102. Микроволновой резонансный влагомер фирмы «Phase Dynamics». Радиационный влагомер реализован фирмой «Fluenta» в многофазном расходомере «MPFM 1900». Основой его является радиоизотопный плотномер, например, «РТ 9100ЮТ 9110» фирмы «BTG».

Все перечисленные приборы, кроме определённых преимуществ, имеют серьёзные недостатки. Кроме прибора, использующего радиационный метод, у других на точность определения доли воды оказывает значительное влияние наличие свободного газа в потоке, изменение физических свойств воды и нефти от физических свойств калибровочных жидкостей. Ошибка измерения доли воды в УВСЭ может достигать более ± 50 %. Кроме того, не все приборы способны проводить измерение в диапазоне содержания доли воды в УВСЭ от 0 до 100 %. Помимо этого, в зоне перехода эмульсий из состояний «вода в нефти» в «нефть в воде», вообще возникает неопределённость в показаниях.

Хорошие метрологические показатели имеют приборы, действующие на основе использования ядерно-магнитного резонанса и радиационного метода. Приборы, основанные на радиационном методе, пока предлагаются только зарубежными производителями. Перечисленные приборы имеют высокую стоимость, отечественные от 70 тыс. рублей и выше, зарубежные не менее 20 тыс. долларов.

Определение доли воды в составе УВСЭ по измеренной плотности жидкости в потоке продукции и известным величинам плотностей отдельно нефти и воды в настоящее время применяется достаточно широко. Недостатком такого метода является очень низкая точность определения доли воды и высокая стоимость установок.

Другой способ, который давно завоевал свое место и с успехом применяется до сих пор на всех нефтяных промыслах это периодическое определение доли воды в составе УВСЭ по отобранной пробе жидкости.

В то же время этот способ постоянно подвергается критике за его недостатки. Он имеет два основных недостатка.

•        Низкая точность определения доли воды в составе УВСЭ.

•        Небольшие неудобства, связанные с процессом сбора и доставки пробы жидкости до места её анализа.

Однако этот способ имеет и три больших достоинства.

•        Отработанная и созданная инфраструктура для сбора и анализа проб УВСЭ.

•        Невысокие затраты на одно определение содержания доли воды в составе УВСЭ.

•        Высокая надежность при выполнении всех требований к проведению анализа

II.  Основная часть

Разработанный нами модуль предназначен для автоматического определения процентного соотношения компонент УВСЭ на ГЗУ, ДНС и в лабораторных условиях, отображения полученной информации на жидкокристаллическом табло и передачи ее через последовательный порт по протоколу интерфейса RS232/485 на компьютер диспетчера. Работа модуля основана на периодическом определении доли воды в составе УВСЭ по отобранной пробе жидкости с помощью микроволновой сепарации компонент и телевизионного метода измерения их количества. Общий вид одного из модулей представлен на рис.1.

Рис. 1. Общий вид модуля Fig. 1. General view ofthe module

Модуль состоит из четырех субмодулей: субмодуля микроволновой рабочей камеры, субмодуля микроволнового генератора, субмодуля оптических измерений, субмодуля управления, ввода и отображения информации.

Субмодуль микроволновой рабочей камеры служит для забора, слива и обработки проб УВСЭ при поступлении команд активизации блоков модуля с субмодуля управления, ввода и отображения информации.

Субмодуль микроволнового генератора служит для облучения проб, находящихся в микроволновой рабочей камере, энергией микроволн для сепарации УВСЭ на компоненты (нефть, вода, осадок).

Субмодуль оптических измерений служит для освещения сепарированных проб, находящихся в микроволновой рабочей камере, и регистрации видеосигнала их изображения.

Субмодуль управления, ввода и отображения информации служит для вычисления процентного соотношения компонент УВСЭ по видеосигналу, их отображения на жидкокристаллическом индикаторе, передачи информации по интерфейсу RS232/485 на компьютер центрального диспетчера, ввода информации, настройки модуля и управления его субмодулями и блоками в ручном, автоматическом режиме и режимах тестирования и калибровки.

1.                                                                                

Источник: Материалы Международной Крымской конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии», 2003г.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты